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ident(1): Normalizing date format
[FreeBSD/FreeBSD.git] / stand / man / loader.8
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20 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
21 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
22 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
23 .\" SUCH DAMAGE.
24 .\"
25 .\" $FreeBSD$
26 .\"
27 .Dd October 2, 2020
28 .Dt LOADER 8
29 .Os
30 .Sh NAME
31 .Nm loader
32 .Nd kernel bootstrapping final stage
33 .Sh DESCRIPTION
34 The program called
35 .Nm
36 is the final stage of
37 .Fx Ns 's
38 kernel bootstrapping process.
39 On IA32 (i386) architectures, it is a
40 .Pa BTX
41 client.
42 It is linked statically to
43 .Xr libstand 3
44 and usually located in the directory
45 .Pa /boot .
46 .Pp
47 It provides a scripting language that can be used to
48 automate tasks, do pre-configuration or assist in recovery
49 procedures.
50 This scripting language is roughly divided in
51 two main components.
52 The smaller one is a set of commands
53 designed for direct use by the casual user, called "builtin
54 commands" for historical reasons.
55 The main drive behind these commands is user-friendliness.
56 The bigger component is an
57 .Tn ANS
58 Forth compatible Forth interpreter based on FICL, by
59 .An John Sadler .
60 .Pp
61 During initialization,
62 .Nm
63 will probe for a console and set the
64 .Va console
65 variable, or set it to serial console
66 .Pq Dq Li comconsole
67 if the previous boot stage used that.
68 If multiple consoles are selected, they will be listed separated by spaces.
69 Then, devices are probed,
70 .Va currdev
71 and
72 .Va loaddev
73 are set, and
74 .Va LINES
75 is set to 24.
76 Next,
77 .Tn FICL
78 is initialized, the builtin words are added to its vocabulary, and
79 .Pa /boot/boot.4th
80 is processed if it exists.
81 No disk switching is possible while that file is being read.
82 The inner interpreter
83 .Nm
84 will use with
85 .Tn FICL
86 is then set to
87 .Ic interpret ,
88 which is
89 .Tn FICL Ns 's
90 default.
91 After that,
92 .Pa /boot/loader.rc
93 is processed if available.
94 These files are processed through the
95 .Ic include
96 command, which reads all of them into memory before processing them,
97 making disk changes possible.
98 .Pp
99 At this point, if an
100 .Ic autoboot
101 has not been tried, and if
102 .Va autoboot_delay
103 is not set to
104 .Dq Li NO
105 (not case sensitive), then an
106 .Ic autoboot
107 will be tried.
108 If the system gets past this point,
109 .Va prompt
110 will be set and
111 .Nm
112 will engage interactive mode.
113 Please note that historically even when
114 .Va autoboot_delay
115 is set to
116 .Dq Li 0
117 user will be able to interrupt autoboot process by pressing some key
118 on the console while kernel and modules are being loaded.
119 In some
120 cases such behaviour may be undesirable, to prevent it set
121 .Va autoboot_delay
122 to
123 .Dq Li -1 ,
124 in this case
125 .Nm
126 will engage interactive mode only if
127 .Ic autoboot
128 has failed.
129 .Sh BUILTIN COMMANDS
130 In
131 .Nm ,
132 builtin commands take parameters from the command line.
133 Presently,
134 the only way to call them from a script is by using
135 .Pa evaluate
136 on a string.
137 If an error condition occurs, an exception will be generated,
138 which can be intercepted using
139 .Tn ANS
140 Forth exception handling
141 words.
142 If not intercepted, an error message will be displayed and
143 the interpreter's state will be reset, emptying the stack and restoring
144 interpreting mode.
145 .Pp
146 The builtin commands available are:
147 .Pp
148 .Bl -tag -width Ds -compact
149 .It Ic autoboot Op Ar seconds Op Ar prompt
150 Proceeds to bootstrap the system after a number of seconds, if not
151 interrupted by the user.
152 Displays a countdown prompt
153 warning the user the system is about to be booted,
154 unless interrupted by a key press.
155 The kernel will be loaded first if necessary.
156 Defaults to 10 seconds.
157 .Pp
158 .It Ic bcachestat
159 Displays statistics about disk cache usage.
160 For debugging only.
161 .Pp
162 .It Ic boot
163 .It Ic boot Ar kernelname Op Cm ...
164 .It Ic boot Fl flag Cm ...
165 Immediately proceeds to bootstrap the system, loading the kernel
166 if necessary.
167 Any flags or arguments are passed to the kernel, but they
168 must precede the kernel name, if a kernel name is provided.
169 .Pp
170 .Em WARNING :
171 The behavior of this builtin is changed if
172 .Xr loader.4th 8
173 is loaded.
174 .Pp
175 .It Ic echo Xo
176 .Op Fl n
177 .Op Aq message
178 .Xc
179 Displays text on the screen.
180 A new line will be printed unless
181 .Fl n
182 is specified.
183 .Pp
184 .It Ic heap
185 Displays memory usage statistics.
186 For debugging purposes only.
187 .Pp
188 .It Ic help Op topic Op subtopic
189 Shows help messages read from
190 .Pa /boot/loader.help .
191 The special topic
192 .Em index
193 will list the topics available.
194 .Pp
195 .It Ic include Ar file Op Ar
196 Process script files.
197 Each file, in turn, is completely read into memory,
198 and then each of its lines is passed to the command line interpreter.
199 If any error is returned by the interpreter, the include
200 command aborts immediately, without reading any other files, and
201 returns an error itself (see
202 .Sx ERRORS ) .
203 .Pp
204 .It Ic load Xo
205 .Op Fl t Ar type
206 .Ar file Cm ...
207 .Xc
208 Loads a kernel, kernel loadable module (kld), disk image,
209 or file of opaque contents tagged as being of the type
210 .Ar type .
211 Kernel and modules can be either in a.out or ELF format.
212 Any arguments passed after the name of the file to be loaded
213 will be passed as arguments to that file.
214 Use the
215 .Li md_image
216 type to make the kernel create a file-backed
217 .Xr md 4
218 disk.
219 This is useful for booting from a temporary rootfs.
220 Currently, argument passing does not work for the kernel.
221 .Pp
222 .It Ic load_geli Xo
223 .Op Fl n Ar keyno
224 .Ar prov Ar file
225 .Xc
226 Loads a
227 .Xr geli 8
228 encryption keyfile for the given provider name.
229 The key index can be specified via
230 .Ar keyno
231 or will default to zero.
232 .Pp
233 .It Ic ls Xo
234 .Op Fl l
235 .Op Ar path
236 .Xc
237 Displays a listing of files in the directory
238 .Ar path ,
239 or the root directory if
240 .Ar path
241 is not specified.
242 If
243 .Fl l
244 is specified, file sizes will be shown too.
245 .Pp
246 .It Ic lsdev Op Fl v
247 Lists all of the devices from which it may be possible to load modules,
248 as well as ZFS pools.
249 If
250 .Fl v
251 is specified, more details are printed, including ZFS pool information
252 in a format that resembles
253 .Nm zpool Cm status
254 output.
255 .Pp
256 .It Ic lsmod Op Fl v
257 Displays loaded modules.
258 If
259 .Fl v
260 is specified, more details are shown.
261 .Pp
262 .It Ic lszfs Ar filesystem
263 A ZFS extended command that can be used to explore the ZFS filesystem
264 hierarchy in a pool.
265 Lists the immediate children of the
266 .Ar filesystem .
267 The filesystem hierarchy is rooted at a filesystem with the same name
268 as the pool.
269 .Pp
270 .It Ic more Ar file Op Ar
271 Display the files specified, with a pause at each
272 .Va LINES
273 displayed.
274 .Pp
275 .It Ic pnpscan Op Fl v
276 Scans for Plug-and-Play devices.
277 This is not functional at present.
278 .Pp
279 .It Ic read Xo
280 .Op Fl t Ar seconds
281 .Op Fl p Ar prompt
282 .Op Va variable
283 .Xc
284 Reads a line of input from the terminal, storing it in
285 .Va variable
286 if specified.
287 A timeout can be specified with
288 .Fl t ,
289 though it will be canceled at the first key pressed.
290 A prompt may also be displayed through the
291 .Fl p
292 flag.
293 .Pp
294 .It Ic reboot
295 Immediately reboots the system.
296 .Pp
297 .It Ic set Ar variable
298 .It Ic set Ar variable Ns = Ns Ar value
299 Set loader's environment variables.
300 .Pp
301 .It Ic show Op Va variable
302 Displays the specified variable's value, or all variables and their
303 values if
304 .Va variable
305 is not specified.
306 .Pp
307 .It Ic unload
308 Remove all modules from memory.
309 .Pp
310 .It Ic unset Va variable
311 Removes
312 .Va variable
313 from the environment.
314 .Pp
315 .It Ic \&?
316 Lists available commands.
317 .El
318 .Ss BUILTIN ENVIRONMENT VARIABLES
319 The
320 .Nm
321 has actually two different kinds of
322 .Sq environment
323 variables.
324 There are ANS Forth's
325 .Em environmental queries ,
326 and a separate space of environment variables used by builtins, which
327 are not directly available to Forth words.
328 It is the latter type that this section covers.
329 .Pp
330 Environment variables can be set and unset through the
331 .Ic set
332 and
333 .Ic unset
334 builtins, and can have their values interactively examined through the
335 use of the
336 .Ic show
337 builtin.
338 Their values can also be accessed as described in
339 .Sx BUILTIN PARSER .
340 .Pp
341 Notice that these environment variables are not inherited by any shell
342 after the system has been booted.
343 .Pp
344 A few variables are set automatically by
345 .Nm .
346 Others can affect the behavior of either
347 .Nm
348 or the kernel at boot.
349 Some options may require a value,
350 while others define behavior just by being set.
351 Both types of builtin variables are described below.
352 .Bl -tag -width bootfile
353 .It Va autoboot_delay
354 Number of seconds
355 .Ic autoboot
356 will wait before booting.
357 If this variable is not defined,
358 .Ic autoboot
359 will default to 10 seconds.
360 .Pp
361 If set to
362 .Dq Li NO ,
363 no
364 .Ic autoboot
365 will be automatically attempted after processing
366 .Pa /boot/loader.rc ,
367 though explicit
368 .Ic autoboot Ns 's
369 will be processed normally, defaulting to 10 seconds delay.
370 .Pp
371 If set to
372 .Dq Li 0 ,
373 no delay will be inserted, but user still will be able to interrupt
374 .Ic autoboot
375 process and escape into the interactive mode by pressing some key
376 on the console while kernel and
377 modules are being loaded.
378 .Pp
379 If set to
380 .Dq Li -1 ,
381 no delay will be inserted and
382 .Nm
383 will engage interactive mode only if
384 .Ic autoboot
385 has failed for some reason.
386 .It Va boot_askname
387 Instructs the kernel to prompt the user for the name of the root device
388 when the kernel is booted.
389 .It Va boot_cdrom
390 Instructs the kernel to try to mount the root file system from CD-ROM.
391 .It Va boot_ddb
392 Instructs the kernel to start in the DDB debugger, rather than
393 proceeding to initialize when booted.
394 .It Va boot_dfltroot
395 Instructs the kernel to mount the statically compiled-in root file system.
396 .It Va boot_gdb
397 Selects gdb-remote mode for the kernel debugger by default.
398 .It Va boot_multicons
399 Enables multiple console support in the kernel early on boot.
400 In a running system, console configuration can be manipulated
401 by the
402 .Xr conscontrol 8
403 utility.
404 .It Va boot_mute
405 All kernel console output is suppressed when console is muted.
406 In a running system, the state of console muting can be manipulated by the
407 .Xr conscontrol 8
408 utility.
409 .It Va boot_pause
410 During the device probe, pause after each line is printed.
411 .It Va boot_serial
412 Force the use of a serial console even when an internal console
413 is present.
414 .It Va boot_single
415 Prevents the kernel from initiating a multi-user startup; instead,
416 a single-user mode will be entered when the kernel has finished
417 device probing.
418 .It Va boot_verbose
419 Setting this variable causes extra debugging information to be printed
420 by the kernel during the boot phase.
421 .It Va bootfile
422 List of semicolon-separated search path for bootable kernels.
423 The default is
424 .Dq Li kernel .
425 .It Va comconsole_speed
426 Defines the speed of the serial console (i386 and amd64 only).
427 If the previous boot stage indicated that a serial console is in use
428 then this variable is initialized to the current speed of the console
429 serial port.
430 Otherwise it is set to 9600 unless this was overridden using the
431 .Va BOOT_COMCONSOLE_SPEED
432 variable when
433 .Nm
434 was compiled.
435 Changes to the
436 .Va comconsole_speed
437 variable take effect immediately.
438 .It Va comconsole_port
439 Defines the base i/o port used to access console UART
440 (i386 and amd64 only).
441 If the variable is not set, its assumed value is 0x3F8, which
442 corresponds to PC port COM1, unless overridden by
443 .Va BOOT_COMCONSOLE_PORT
444 variable during the compilation of
445 .Nm .
446 Setting the
447 .Va comconsole_port
448 variable automatically set
449 .Va hw.uart.console
450 environment variable to provide a hint to kernel for location of the console.
451 Loader console is changed immediately after variable
452 .Va comconsole_port
453 is set.
454 .It Va comconsole_pcidev
455 Defines the location of a PCI device of the 'simple communication'
456 class to be used as the serial console UART (i386 and amd64 only).
457 The syntax of the variable is
458 .Li 'bus:device:function[:bar]' ,
459 where all members must be numeric, with possible
460 .Li 0x
461 prefix to indicate a hexadecimal value.
462 The
463 .Va bar
464 member is optional and assumed to be 0x10 if omitted.
465 The bar must decode i/o space.
466 Setting the variable
467 .Va comconsole_pcidev
468 automatically sets the variable
469 .Va comconsole_port
470 to the base of the selected bar, and hint
471 .Va hw.uart.console .
472 Loader console is changed immediately after variable
473 .Va comconsole_pcidev
474 is set.
475 .It Va console
476 Defines the current console or consoles.
477 Multiple consoles may be specified.
478 In that case, the first listed console will become the default console for
479 userland output (e.g.\& from
480 .Xr init 8 ) .
481 .It Va currdev
482 Selects the default device to loader the kernel from.
483 The syntax is:
484 .Dl Ic loader_device:
485 or
486 .Dl Ic zfs:dataset:
487 Examples:
488 .Dl Ic disk0p2:
489 .Dl Ic zfs:zroot/ROOT/default:
490 .It Va dumpdev
491 Sets the device for kernel dumps.
492 This can be used to ensure that a device is configured before the corresponding
493 .Va dumpdev
494 directive from
495 .Xr rc.conf 5
496 has been processed, allowing kernel panics that happen during the early stages
497 of boot to be captured.
498 .It Va init_chroot
499 See
500 .Xr init 8 .
501 .It Va init_exec
502 See
503 .Xr init 8 .
504 .It Va init_path
505 Sets the list of binaries which the kernel will try to run as the initial
506 process.
507 The first matching binary is used.
508 The default list is
509 .Dq Li /sbin/init:/sbin/oinit:/sbin/init.bak:\:/rescue/init .
510 .It Va init_script
511 See
512 .Xr init 8 .
513 .It Va init_shell
514 See
515 .Xr init 8 .
516 .It Va interpret
517 Has the value
518 .Dq Li OK
519 if the Forth's current state is interpreting.
520 .It Va LINES
521 Define the number of lines on the screen, to be used by the pager.
522 .It Va module_path
523 Sets the list of directories which will be searched for modules
524 named in a load command or implicitly required by a dependency.
525 The default value for this variable is
526 .Dq Li /boot/kernel;/boot/modules .
527 .It Va num_ide_disks
528 Sets the number of IDE disks as a workaround for some problems in
529 finding the root disk at boot.
530 This has been deprecated in favor of
531 .Va root_disk_unit .
532 .It Va prompt
533 Value of
534 .Nm Ns 's
535 prompt.
536 Defaults to
537 .Dq Li "${interpret}" .
538 If variable
539 .Va prompt
540 is unset, the default prompt is
541 .Ql > .
542 .It Va root_disk_unit
543 If the code which detects the disk unit number for the root disk is
544 confused, e.g.\& by a mix of SCSI and IDE disks, or IDE disks with
545 gaps in the sequence (e.g.\& no primary slave), the unit number can
546 be forced by setting this variable.
547 .It Va rootdev
548 By default the value of
549 .Va currdev
550 is used to set the root file system
551 when the kernel is booted.
552 This can be overridden by setting
553 .Va rootdev
554 explicitly.
555 .El
556 .Pp
557 Other variables are used to override kernel tunable parameters.
558 The following tunables are available:
559 .Bl -tag -width Va
560 .It Va efi.rt.disabled
561 Disable UEFI runtime services in the kernel, if applicable.
562 Runtime services are only available and used if the kernel is booted in a UEFI
563 environment.
564 .It Va hw.physmem
565 Limit the amount of physical memory the system will use.
566 By default the size is in bytes, but the
567 .Cm k , K , m , M , g
568 and
569 .Cm G
570 suffixes
571 are also accepted and indicate kilobytes, megabytes and gigabytes
572 respectively.
573 An invalid suffix will result in the variable being ignored by the
574 kernel.
575 .It Va hw.pci.host_start_mem , hw.acpi.host_start_mem
576 When not otherwise constrained, this limits the memory start
577 address.
578 The default is 0x80000000 and should be set to at least size of the
579 memory and not conflict with other resources.
580 Typically, only systems without PCI bridges need to set this variable
581 since PCI bridges typically constrain the memory starting address
582 (and the variable is only used when bridges do not constrain this
583 address).
584 .It Va hw.pci.enable_io_modes
585 Enable PCI resources which are left off by some BIOSes or are not
586 enabled correctly by the device driver.
587 Tunable value set to ON (1) by default, but this may cause problems
588 with some peripherals.
589 .It Va kern.maxusers
590 Set the size of a number of statically allocated system tables; see
591 .Xr tuning 7
592 for a description of how to select an appropriate value for this
593 tunable.
594 When set, this tunable replaces the value declared in the kernel
595 compile-time configuration file.
596 .It Va kern.ipc.nmbclusters
597 Set the number of mbuf clusters to be allocated.
598 The value cannot be set below the default
599 determined when the kernel was compiled.
600 .It Va kern.ipc.nsfbufs
601 Set the number of
602 .Xr sendfile 2
603 buffers to be allocated.
604 Overrides
605 .Dv NSFBUFS .
606 Not all architectures use such buffers; see
607 .Xr sendfile 2
608 for details.
609 .It Va kern.maxswzone
610 Limits the amount of KVM to be used to hold swap
611 metadata, which directly governs the
612 maximum amount of swap the system can support,
613 at the rate of approximately 200 MB of swap space
614 per 1 MB of metadata.
615 This value is specified in bytes of KVA space.
616 If no value is provided, the system allocates
617 enough memory to handle an amount of swap
618 that corresponds to eight times the amount of
619 physical memory present in the system.
620 .Pp
621 Note that swap metadata can be fragmented,
622 which means that the system can run out of
623 space before it reaches the theoretical limit.
624 Therefore, care should be taken to not configure
625 more swap than approximately half of the
626 theoretical maximum.
627 .Pp
628 Running out of space for swap metadata can leave
629 the system in an unrecoverable state.
630 Therefore, you should only change
631 this parameter if you need to greatly extend the
632 KVM reservation for other resources such as the
633 buffer cache or
634 .Va kern.ipc.nmbclusters .
635 Modifies kernel option
636 .Dv VM_SWZONE_SIZE_MAX .
637 .It Va kern.maxbcache
638 Limits the amount of KVM reserved for use by the
639 buffer cache, specified in bytes.
640 The default maximum is 200MB on i386,
641 and 400MB on amd64.
642 This parameter is used to
643 prevent the buffer cache from eating too much
644 KVM in large-memory machine configurations.
645 Only mess around with this parameter if you need to
646 greatly extend the KVM reservation for other resources
647 such as the swap zone or
648 .Va kern.ipc.nmbclusters .
649 Note that
650 the NBUF parameter will override this limit.
651 Modifies
652 .Dv VM_BCACHE_SIZE_MAX .
653 .It Va kern.msgbufsize
654 Sets the size of the kernel message buffer.
655 The default limit of 96KB is usually sufficient unless
656 large amounts of trace data need to be collected
657 between opportunities to examine the buffer or
658 dump it to a file.
659 Overrides kernel option
660 .Dv MSGBUF_SIZE .
661 .It Va machdep.disable_mtrrs
662 Disable the use of i686 MTRRs (x86 only).
663 .It Va net.inet.tcp.tcbhashsize
664 Overrides the compile-time set value of
665 .Dv TCBHASHSIZE
666 or the preset default of 512.
667 Must be a power of 2.
668 .It Va twiddle_divisor
669 Throttles the output of the
670 .Sq twiddle
671 I/O progress indicator displayed while loading the kernel and modules.
672 This is useful on slow serial consoles where the time spent waiting for
673 these characters to be written can add up to many seconds.
674 The default is 1 (full speed); a value of 2 spins half as fast, and so on.
675 .It Va vm.kmem_size
676 Sets the size of kernel memory (bytes).
677 This overrides the value determined when the kernel was compiled.
678 Modifies
679 .Dv VM_KMEM_SIZE .
680 .It Va vm.kmem_size_min
681 .It Va vm.kmem_size_max
682 Sets the minimum and maximum (respectively) amount of kernel memory
683 that will be automatically allocated by the kernel.
684 These override the values determined when the kernel was compiled.
685 Modifies
686 .Dv VM_KMEM_SIZE_MIN
687 and
688 .Dv VM_KMEM_SIZE_MAX .
689 .El
690 .Ss ZFS FEATURES
691 .Nm
692 supports the following format for specifying ZFS filesystems which
693 can be used wherever
694 .Xr loader 8
695 refers to a device specification:
696 .Pp
697 .Ar zfs:pool/filesystem:
698 .Pp
699 where
700 .Pa pool/filesystem
701 is a ZFS filesystem name as described in
702 .Xr zfs 8 .
703 .Pp
704 If
705 .Pa /etc/fstab
706 does not have an entry for the root filesystem and
707 .Va vfs.root.mountfrom
708 is not set, but
709 .Va currdev
710 refers to a ZFS filesystem, then
711 .Nm
712 will instruct kernel to use that filesystem as the root filesystem.
713 .Ss BUILTIN PARSER
714 When a builtin command is executed, the rest of the line is taken
715 by it as arguments, and it is processed by a special parser which
716 is not used for regular Forth commands.
717 .Pp
718 This special parser applies the following rules to the parsed text:
719 .Bl -enum
720 .It
721 All backslash characters are preprocessed.
722 .Bl -bullet
723 .It
724 \eb , \ef , \er , \en and \et are processed as in C.
725 .It
726 \es is converted to a space.
727 .It
728 \ev is converted to
729 .Tn ASCII
730 11.
731 .It
732 \ez is just skipped.
733 Useful for things like
734 .Dq \e0xf\ez\e0xf .
735 .It
736 \e0xN and \e0xNN are replaced by the hex N or NN.
737 .It
738 \eNNN is replaced by the octal NNN
739 .Tn ASCII
740 character.
741 .It
742 \e" , \e' and \e$ will escape these characters, preventing them from
743 receiving special treatment in Step 2, described below.
744 .It
745 \e\e will be replaced with a single \e .
746 .It
747 In any other occurrence, backslash will just be removed.
748 .El
749 .It
750 Every string between non-escaped quotes or double-quotes will be treated
751 as a single word for the purposes of the remaining steps.
752 .It
753 Replace any
754 .Li $VARIABLE
755 or
756 .Li ${VARIABLE}
757 with the value of the environment variable
758 .Va VARIABLE .
759 .It
760 Space-delimited arguments are passed to the called builtin command.
761 Spaces can also be escaped through the use of \e\e .
762 .El
763 .Pp
764 An exception to this parsing rule exists, and is described in
765 .Sx BUILTINS AND FORTH .
766 .Ss BUILTINS AND FORTH
767 All builtin words are state-smart, immediate words.
768 If interpreted, they behave exactly as described previously.
769 If they are compiled, though,
770 they extract their arguments from the stack instead of the command line.
771 .Pp
772 If compiled, the builtin words expect to find, at execution time, the
773 following parameters on the stack:
774 .D1 Ar addrN lenN ... addr2 len2 addr1 len1 N
775 where
776 .Ar addrX lenX
777 are strings which will compose the command line that will be parsed
778 into the builtin's arguments.
779 Internally, these strings are concatenated in from 1 to N,
780 with a space put between each one.
781 .Pp
782 If no arguments are passed, a 0
783 .Em must
784 be passed, even if the builtin accepts no arguments.
785 .Pp
786 While this behavior has benefits, it has its trade-offs.
787 If the execution token of a builtin is acquired (through
788 .Ic '
789 or
790 .Ic ['] ) ,
791 and then passed to
792 .Ic catch
793 or
794 .Ic execute ,
795 the builtin behavior will depend on the system state
796 .Bf Em
797 at the time
798 .Ic catch
799 or
800 .Ic execute
801 is processed!
802 .Ef
803 This is particularly annoying for programs that want or need to
804 handle exceptions.
805 In this case, the use of a proxy is recommended.
806 For example:
807 .Dl : (boot) boot ;
808 .Sh FICL
809 .Tn FICL
810 is a Forth interpreter written in C, in the form of a forth
811 virtual machine library that can be called by C functions and vice
812 versa.
813 .Pp
814 In
815 .Nm ,
816 each line read interactively is then fed to
817 .Tn FICL ,
818 which may call
819 .Nm
820 back to execute the builtin words.
821 The builtin
822 .Ic include
823 will also feed
824 .Tn FICL ,
825 one line at a time.
826 .Pp
827 The words available to
828 .Tn FICL
829 can be classified into four groups.
830 The
831 .Tn ANS
832 Forth standard words, extra
833 .Tn FICL
834 words, extra
835 .Fx
836 words, and the builtin commands;
837 the latter were already described.
838 The
839 .Tn ANS
840 Forth standard words are listed in the
841 .Sx STANDARDS
842 section.
843 The words falling in the two other groups are described in the
844 following subsections.
845 .Ss FICL EXTRA WORDS
846 .Bl -tag -width wid-set-super
847 .It Ic .env
848 .It Ic .ver
849 .It Ic -roll
850 .It Ic 2constant
851 .It Ic >name
852 .It Ic body>
853 .It Ic compare
854 This is the STRING word set's
855 .Ic compare .
856 .It Ic compile-only
857 .It Ic endif
858 .It Ic forget-wid
859 .It Ic parse-word
860 .It Ic sliteral
861 This is the STRING word set's
862 .Ic sliteral .
863 .It Ic wid-set-super
864 .It Ic w@
865 .It Ic w!
866 .It Ic x.
867 .It Ic empty
868 .It Ic cell-
869 .It Ic -rot
870 .El
871 .Ss FREEBSD EXTRA WORDS
872 .Bl -tag -width XXXXXXXX
873 .It Ic \&$ Pq --
874 Evaluates the remainder of the input buffer, after having printed it first.
875 .It Ic \&% Pq --
876 Evaluates the remainder of the input buffer under a
877 .Ic catch
878 exception guard.
879 .It Ic .#
880 Works like
881 .Ic "."
882 but without outputting a trailing space.
883 .It Ic fclose Pq Ar fd --
884 Closes a file.
885 .It Ic fkey Pq Ar fd -- char
886 Reads a single character from a file.
887 .It Ic fload Pq Ar fd --
888 Processes a file
889 .Em fd .
890 .It Ic fopen Pq Ar addr len mode Li -- Ar fd
891 Opens a file.
892 Returns a file descriptor, or \-1 in case of failure.
893 The
894 .Ar mode
895 parameter selects whether the file is to be opened for read access, write
896 access, or both.
897 The constants
898 .Dv O_RDONLY , O_WRONLY ,
899 and
900 .Dv O_RDWR
901 are defined in
902 .Pa /boot/support.4th ,
903 indicating read only, write only, and read-write access, respectively.
904 .It Xo
905 .Ic fread
906 .Pq Ar fd addr len -- len'
907 .Xc
908 Tries to read
909 .Em len
910 bytes from file
911 .Em fd
912 into buffer
913 .Em addr .
914 Returns the actual number of bytes read, or -1 in case of error or end of
915 file.
916 .It Ic heap? Pq -- Ar cells
917 Return the space remaining in the dictionary heap, in cells.
918 This is not related to the heap used by dynamic memory allocation words.
919 .It Ic inb Pq Ar port -- char
920 Reads a byte from a port.
921 .It Ic key Pq -- Ar char
922 Reads a single character from the console.
923 .It Ic key? Pq -- Ar flag
924 Returns
925 .Ic true
926 if there is a character available to be read from the console.
927 .It Ic ms Pq Ar u --
928 Waits
929 .Em u
930 microseconds.
931 .It Ic outb Pq Ar port char --
932 Writes a byte to a port.
933 .It Ic seconds Pq -- Ar u
934 Returns the number of seconds since midnight.
935 .It Ic tib> Pq -- Ar addr len
936 Returns the remainder of the input buffer as a string on the stack.
937 .It Ic trace! Pq Ar flag --
938 Activates or deactivates tracing.
939 Does not work with
940 .Ic catch .
941 .El
942 .Ss FREEBSD DEFINED ENVIRONMENTAL QUERIES
943 .Bl -tag -width Ds
944 .It arch-i386
945 .Ic TRUE
946 if the architecture is IA32.
947 .It FreeBSD_version
948 .Fx
949 version at compile time.
950 .It loader_version
951 .Nm
952 version.
953 .El
954 .Sh SECURITY
955 Access to the
956 .Nm
957 command line provides several ways of compromising system security,
958 including, but not limited to:
959 .Pp
960 .Bl -bullet
961 .It
962 Booting from removable storage, by setting the
963 .Va currdev
964 or
965 .Va loaddev
966 variables
967 .It
968 Executing binary of choice, by setting the
969 .Va init_path
970 or
971 .Va init_script
972 variables
973 .It
974 Overriding ACPI DSDT to inject arbitrary code into the ACPI subsystem
975 .El
976 .Pp
977 One can prevent unauthorized access
978 to the
979 .Nm
980 command line by setting the
981 .Va password ,
982 or setting
983 .Va autoboot_delay
984 to -1.
985 See
986 .Xr loader.conf 5
987 for details.
988 In order for this to be effective, one should also configure the firmware
989 (BIOS or UEFI) to prevent booting from unauthorized devices.
990 .Sh FILES
991 .Bl -tag -width /usr/share/examples/bootforth/ -compact
992 .It Pa /boot/loader
993 .Nm
994 itself.
995 .It Pa /boot/boot.4th
996 Additional
997 .Tn FICL
998 initialization.
999 .It Pa /boot/defaults/loader.conf
1000 .It Pa /boot/loader.4th
1001 Extra builtin-like words.
1002 .It Pa /boot/loader.conf
1003 .It Pa /boot/loader.conf.local
1004 .Nm
1005 configuration files, as described in
1006 .Xr loader.conf 5 .
1007 .It Pa /boot/loader.rc
1008 .Nm
1009 bootstrapping script.
1010 .It Pa /boot/loader.help
1011 Loaded by
1012 .Ic help .
1013 Contains the help messages.
1014 .It Pa /boot/support.4th
1015 .Pa loader.conf
1016 processing words.
1017 .It Pa /usr/share/examples/bootforth/
1018 Assorted examples.
1019 .El
1020 .Sh EXAMPLES
1021 Boot in single user mode:
1022 .Pp
1023 .Dl boot -s
1024 .Pp
1025 Load the kernel, a splash screen, and then autoboot in five seconds.
1026 Notice that a kernel must be loaded before any other
1027 .Ic load
1028 command is attempted.
1029 .Bd -literal -offset indent
1030 load kernel
1031 load splash_bmp
1032 load -t splash_image_data /boot/chuckrulez.bmp
1033 autoboot 5
1034 .Ed
1035 .Pp
1036 Set the disk unit of the root device to 2, and then boot.
1037 This would be needed in a system with two IDE disks,
1038 with the second IDE disk hardwired to ada2 instead of ada1.
1039 .Bd -literal -offset indent
1040 set root_disk_unit=2
1041 boot /boot/kernel/kernel
1042 .Ed
1043 .Pp
1044 Set the default device used for loading a kernel from a ZFS filesystem:
1045 .Bd -literal -offset indent
1046 set currdev=zfs:tank/ROOT/knowngood:
1047 .Ed
1048 .Pp
1049 .Sh ERRORS
1050 The following values are thrown by
1051 .Nm :
1052 .Bl -tag -width XXXXX -offset indent
1053 .It 100
1054 Any type of error in the processing of a builtin.
1055 .It -1
1056 .Ic Abort
1057 executed.
1058 .It -2
1059 .Ic Abort"
1060 executed.
1061 .It -56
1062 .Ic Quit
1063 executed.
1064 .It -256
1065 Out of interpreting text.
1066 .It -257
1067 Need more text to succeed -- will finish on next run.
1068 .It -258
1069 .Ic Bye
1070 executed.
1071 .It -259
1072 Unspecified error.
1073 .El
1074 .Sh SEE ALSO
1075 .Xr libstand 3 ,
1076 .Xr loader.conf 5 ,
1077 .Xr tuning 7 ,
1078 .Xr boot 8 ,
1079 .Xr btxld 8
1080 .Sh STANDARDS
1081 For the purposes of ANS Forth compliance, loader is an
1082 .Bf Em
1083 ANS Forth System with Environmental Restrictions, Providing
1084 .Ef
1085 .Bf Li
1086 .No .( ,
1087 .No :noname ,
1088 .No ?do ,
1089 parse, pick, roll, refill, to, value, \e, false, true,
1090 .No <> ,
1091 .No 0<> ,
1092 compile\&, , erase, nip, tuck
1093 .Ef
1094 .Em and
1095 .Li marker
1096 .Bf Em
1097 from the Core Extensions word set, Providing the Exception Extensions
1098 word set, Providing the Locals Extensions word set, Providing the
1099 Memory-Allocation Extensions word set, Providing
1100 .Ef
1101 .Bf Li
1102 \&.s,
1103 bye, forget, see, words,
1104 \&[if],
1105 \&[else]
1106 .Ef
1107 .Em and
1108 .Li [then]
1109 .Bf Em
1110 from the Programming-Tools extension word set, Providing the
1111 Search-Order extensions word set.
1112 .Ef
1113 .Sh HISTORY
1114 The
1115 .Nm
1116 first appeared in
1117 .Fx 3.1 .
1118 .Sh AUTHORS
1119 .An -nosplit
1120 The
1121 .Nm
1122 was written by
1123 .An Michael Smith Aq msmith@FreeBSD.org .
1124 .Pp
1125 .Tn FICL
1126 was written by
1127 .An John Sadler Aq john_sadler@alum.mit.edu .
1128 .Sh BUGS
1129 The
1130 .Ic expect
1131 and
1132 .Ic accept
1133 words will read from the input buffer instead of the console.
1134 The latter will be fixed, but the former will not.